Régions rugueuses et lisses d’ER séparées

Pour étudier les fonctions et la biochimie de l’ER, il est nécessaire d'isoler l'ER membrane. Cela peut sembler une tâche sans espoir parce que l'ER est étroitement imbriquée avec d’autres composants du cytosol. Heureusement, lorsque les tissus ou les cellules sont perturbées par homogénéisation, l'ER se brise en fragments et se referme dans de nombreux petits (~ 100-200 nm de diamètre) des vésicules appelées fermées microsomes, qui sont relativement faciles à purifier. Les microsomes dérivés de RE rugueux sont parsemés de ribosomes et sont appelés microsomes rugueux. Les ribosomes se trouvent toujours sur la surface extérieure, de sorte que l'intérieur du microsome est biochimiquement équivalent à l'espace luminal du RE (figure 1). Parce qu'ils peuvent être facilement purifiés sous forme fonctionnelle, microsomes rugueux sont particulièrement utiles pour l'étude des nombreux traitements effectués par le RE rugueux. Pour le biochimiste ils représentent de petites versions authentiques du RE rugueux, encore capables de protéines de synthèse, la glycosylation des protéines, Ca 2+ absorption et des lipides de synthèse.

Figure1L'isolement des microsomes

 lisses et rugueuses purifiés à partir du RE

L'isolement des microsomes rugueuses et lisses purifiées du ER.(A) lorsque sédimenté à l'équilibre sur un gradient de saccharose, les deux types de microsomes séparés les uns des autres sur la base de leurs densités différentes. (B) Une électronique à section mince 

(A) lorsque sédimenté à l’équilibre sur un gradient de saccharose, les deux types de microsomes séparés les uns des autres sur la base de leurs densités différentes. (B) Une mincesection électronique micrographie du rough purifié ER fraction montre une abondance de ribosomes vésicules -studded. (B, gracieuseté de George Palade.)

De nombreuses vésicules de taille similaire à celle des microsomes rugueux, mais dépourvu ribosomes attachés, sont également présentes dans ces broyats. Ces microsomes lisses sont obtenues en partie par des parties lisses de l’ER, et en partie à partir de fragments vésiculaires de la membrane plasmique, appareil de Golgi, les endosomes et les mitochondries (le rapport en fonction du tissu). Ainsi, alors que microsomes rugueux sont dérivées de parties rugueuses d’ER, les origines de microsomes lisses ne peuvent pas être aussi facilement affectées. Les microsomes du foie sont une exception. En raison des quantités anormalement élevées de RE lisse dans les hépatocytes, la plupart des microsomes lisses dans des homogénats de foie sont dérivés du RE lisse.

Les ribosomes attachés à microsomes rugueux les rendre plus denses que microsomes lisses (Figure 1B). En conséquence, les microsomes rugueux et lisse peuvent être séparés les uns des autres par l'équilibre centrifugation (voir figure 1A). 

figure 1A

Lorsque les microsomes rugueux et lisse séparées du foie sont comparés en ce qui concerne des propriétés telles que l’enzyme activité ou le polypeptide composition, ils sont très semblables, mais non identiques: apparemment la plupart des composants de l'ER membrane peut diffuser librement entre les zones rugueuses et lisses, comme on pouvait s'y attendre pour une membrane continue, fluide. Les microsomes rugueux, cependant, contiennent plus de 20 protéines qui ne sont pas présents dans les microsomes lisses, montrant un mécanisme de séparation doit exister pour un sous-ensemble de protéines de la membrane ER. Certaines des protéines dans ce sous - ensemble de l’aide pour lier ribosomes à l'ER rugueux, tandis que d’autres produisent vraisemblablement la forme aplatie de cette partie de l'ER (voir Figure 1B).

Figure 1B

On ne sait pas si ces protéines membranaires sont confinées à l'ER rugueux en formant de grands ensembles à deux dimensions dans la bicouche lipidique, ou si elles sont plutôt maintenues en place par des interactions avec un réseau de protéines structurales sur l’un ou l'autre face de la membrane du RE rugueux.